Qual é a distinção entre aços hipoeutetóides e hipereutetóides? Em um aço hipoeutetóide, existem tanto a ferrita eutetóide como a ferrita proeutetóide. Explique a diferença entre elas. A microestrutura de uma liga ferro-carbono consiste em ferrita proeutetóide e perlita; as frações mássicas desses microconstituintes são de 0,20 e 0,80 , respectivamente. Determine a concentração de carbono nessa liga.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão está falando sobre aços hipoeutetóides e hipereutetóides, que são tipos de ligas de ferro-carbono. Além disso, temos uma parte que pede para calcular a concentração de carbono numa liga específica que tem ferrita proeutetóide e perlita com frações mássicas de 0,20 e 0,80, respectivamente. Vamos precisar entender o que cada termo significa e como usar essa informação para encontrar a concentração de carbono.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a diferença entre aços hipoeutetóides e aços hipereutetóides. Isso tem tudo a ver com a quantidade de carbono presente na liga em relação ao ponto eutetóide, que no diagrama de fases do ferro-carbono é aproximadamente 0,76% de carbono.
  • Aços Hipoeutetóides: Têm menos carbono que o ponto eutetóide (< 0,76% C). Nesses aços, além da perlita, forma-se ferrita proeutetóide, que é ferrita que se forma antes da reação eutetóide.
  • Aços Hipereutetóides: Têm mais carbono que o ponto eutetóide (> 0,76% C). Aqui, além da perlita, forma-se cementita proeutetóide, que é uma fase rica em carbono que se forma antes da perlita.

Passo 3

Agora, vamos focar na diferença entre ferrita proeutetóide e eutetóide:
  • Ferrita Proeutetóide: É ferrita (uma fase rica em ferro e com pouco carbono, cerca de 0,02% C) que se forma antes da formação da perlita quando a liga tem menos carbono que o eutetóide. Ela aparece como grãos finos na microestrutura.
  • Ferrita Eutetóide: Na verdade, a ferrita na perlita é chamada de ferrita eutetóide porque faz parte da estrutura da perlita, que é uma mistura equilibrada de ferrita e cementita formando uma microestrutura lamelar.

Passo 4

Agora, vamos para a parte do cálculo! Queremos encontrar a concentração de carbono na liga que tem:
  • Ferrita Proeutetóide: 20% da massa
  • Pearlita: 80% da massa
Sabemos que:
  • Ferrita (α) tem cerca de 0,02% de C
  • Pearlita tem 0,76% de C (é a composição eutetóide)

Passo 5

Para encontrar a concentração total de carbono na liga, usamos uma média ponderada baseada nas frações mássicas:
Concentração de C = (Frações mássicas) times (Concentração de C em cada fase) çãçõáçã
Então:
Concentração de C = (0,20 times 0,02%) + (0,80 times 0,76%) çã

Passo 6

Vamos calcular isso passo a passo:
  1. Ferrita Proeutetóide:
0,20 times 0,02% = 0,004%
  1. Pearlita:
0,80 times 0,76% = 0,608%

Passo 7

Agora, somamos as contribuições de cada fase para obter a concentração total de carbono na liga:
0,004% + 0,608% = 0,612%

Resposta

A concentração de carbono nessa liga é de 0,612%.

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